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Misura della distanza con la tecnologia dei sensori laser

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Grazie ai diversi metodi di misurazione, la tecnologia dei sensori laser offre il sensore perfetto per ogni misura di distanza.

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I sensori laser (anche sensori optoelettronici) sono utilizzati in molti campi dell'industria e della ricerca per misurare le distanze in modo affidabile e rapido. A tale scopo, per la misurazione vengono normalmente utilizzati metodi di triangolazione, di misurazione del tempo di esecuzione o di spostamento di fase. Allo stesso tempo, ognuno di questi metodi di misura presenta diversi vantaggi e svantaggi.

WayCon Positionsmesstechnik GmbH, in qualità di specialista nella misurazione della distanza per applicazioni di misura personalizzate, offre tutti i metodi di misurazione laser, per garantire la scelta del sensore ottimale.

Triangolazione laser

Quando si utilizza il metodo della triangolazione laser, l'emettitore del sensore emette un raggio laser continuo sull'oggetto di misura. Il punto laser sull'oggetto di misura, che presenta una dispersione di luce diffusa, viene quindi rilevato dal ricevitore del sensore. La distanza tra il sensore e l'oggetto di misura viene calcolata in base all'angolo tra la luce diffusa emessa e quella ricevuta. I vantaggi del metodo di triangolazione laser sono l'elevata frequenza di misurazione e la precisione che si può ottenere con questo metodo. Il campo di applicazione di questo metodo di misura è limitato a causa della configurazione richiesta da un emettitore e da un ricevitore separato. Se la distanza tra l'oggetto di misura e il sensore aumenta, deve aumentare anche la distanza tra l'emettitore e il ricevitore; pertanto, il metodo della triangolazione è adatto solo per campi di misura più brevi

I sensori laser LAW sono un esempio di sensori che funzionano con il principio della triangolazione. La serie LAW si distingue per l'elevata frequenza di misura di 30 kHz. Il sensore ad alta precisione misura un campo di misura di 4 mm con una linearità di 2 µm.

Misura in tempo reale

Durante la misura runtime viene emesso un breve impulso luminoso che viene riflesso sul sensore dall'oggetto di misura. Per ottenere una riflessione affidabile, nel caso di distanze maggiori viene utilizzata una pellicola riflettente. Grazie alla coerenza della velocità della luce, la distanza tra il sensore e l'oggetto di misura può essere facilmente calcolata in base al tempo che intercorre tra l'emissione e la ricezione dell'impulso luminoso. È possibile misurare distanze maggiori rispetto al metodo della triangolazione perché l'emettitore e il ricevitore possono essere vicini. Tuttavia, l'accuratezza e la risoluzione sono penalizzate dalla sofisticata misurazione del tempo utilizzata con questo metodo.

Con un campo di misura fino a 50 m, il sensore laser runtime LAV offre un campo di misura notevolmente più ampio rispetto ai sensori a triangolazione. La temperatura di funzionamento da -30 a +55°C consente inoltre di applicare il sensore laser runtime LAV in aree in cui non è più possibile utilizzare altri sensori laser.

Misura dello spostamento di fase

Il metodo di misurazione dello spostamento di fase sfrutta le proprietà ondulatorie della luce. Nel processo, la fase del raggio laser riflesso dall'oggetto di misurazione viene confrontata con quella del raggio laser emesso. La distanza dall'oggetto di misura può essere determinata con estrema precisione in base allo sfasamento tra i due raggi laser. Come nel caso dei sensori di tempo di esecuzione, i sensori di spostamento di fase raggiungono campi di misura estremamente ampi, ma sono significativamente più precisi dei sensori di tempo di esecuzione. Tuttavia, i sensori di distanza laser che misurano utilizzando il confronto dello sfasamento sono notevolmente più lenti a causa del processo di valutazione più complesso.

Il sensore di distanza laser LLD-150 misura secondo questo metodo. Allo stesso tempo, il sensore raggiunge portate impressionanti fino a 150 m e ha una linearità di ±3 mm nonostante la grande distanza

Combinazione di metodi di misura

Poiché l'impostazione dell'emettitore e del ricevitore è simile per i metodi di misurazione del tempo di esecuzione e dello sfasamento, questi metodi e, di conseguenza, anche i loro vantaggi, possono essere combinati bene. I sensori di distanza laser della serie LDI consentono proprio questo. Con un campo di misura di 500 m, i sensori raggiungono distanze maggiori rispetto a tutti gli altri sensori della loro categoria. Allo stesso tempo, non solo sono estremamente precisi con una linearità fino a ± 1 mm e una frequenza di misura di 50 Hz, ma sono anche relativamente veloci. La precisione di ripetizione di soli ±0,3 mm è ancora più impressionante

All'oggetto da misurare viene applicata una lamina riflettente, che fornisce un elevato grado di riflessione, per utilizzare l'intero campo del sensore laser LDI. Se l'intera gamma non è necessaria per l'applicazione, la misurazione può essere effettuata anche su altre superfici; in questo modo il campo di misura si riduce a 100 m. Allo stesso tempo, il sensore laser mostra ottime prestazioni anche su superfici difficili. Anche le superfici calde, come quelle dell'industria siderurgica, non rappresentano un problema per l'LDI. Inoltre, l'alloggiamento di dimensioni ridotte (140 mm x 78 mm x 48 mm) e l'ampia scelta di segnali di uscita (0...20 mA, RS232, RS422, RS485, SSI, ProfiNet, EtherNet ed EtherCAT) consentono una facile installazione e connessione al sistema per una moltitudine di applicazioni.